25. Фильтрационные и коркообразующие свойства глинистых растворов.

Заполняющий скважину глинистый раствор создает давление, которое, как правило, превышает давление жидкостей, находиться в порах горных пород. Под действием разности между давлением бурового раствора и поровым давлением глинистый раствор стремится проникнуть в пористые и проницаемые породы. Нал и размеры пор, трещин или каверн в породах значительно превышают размеры частиц твердой фазы глинистого раствора, то последний свободно проникает в пласт. Происходит поглощение промывочной жидкости.

Если же размеры пор соизмеримы с размерами частиц твердой фазы глинистого раствора, то эти чвстицы застревают з порах, ближайших к стенке ствола скважины. Эти частицы метают проникновению твердой фазы глинистого раствора вглубь породы, но они не могут остановить движения дисперсионной среды. Под влиянием перепвдэ давления происходит фильтрация жидкой фазы глинистого раствора в породу» Поток фильтрата перемещает частицы твердой фазы в направлении стенки скважины, где эти частицы оседэют, образуя фильтрационную .:корку.

Фильтрация и образование на стенке скважины глинистой корки происходит при движении глинистого раствора в статических условиях. Первоначальное образование фильтрационной корки на стенке скважины происходит в динамических условиях по мере того, как долото углубляет скважину и происходит обнажение пород на стенке. Циркулирующий глинистый раствор омывает свежеобразованные стенки и при этом идет процесс динамической фильтрации, сопровождающийся образованием фильтрационной глинистой корки.

При динамической фильтрации одновременно имеют место две тенденции:

- в результате радиального движения фильтрата происходит отложение на стенке скважины глинистых частиц, образующих фильтрационную корку;

- глинистый раствор, движущийся вдоль стенки скважины, смывает глинистые частицы с фильтрационной корки.

В начальный период динамической фильтрации коркообразовательная тенденция преобладает. Затем по мере уменьшения скорости фильтрации, за счёт роста сопротивления корки, наступает равновесие, при котором дальнейшего увеличения толщины глинистой корки не происходит.

Поток глинистого раствора должен легче уносить с поверхности фильтрационной корки те частицы глины, которые попадают в корку так, что грань частицы расположена перпендикулярно направлению потока. Наоборот, частицы, лежащие параллельно стенке и направлению потока, смыть труднее. Учитывая это рассуждение, можно предположить, что фильтрационная корка, образовавшаяся при динамической фильтрации, напоминает по характеру взаимного расположения частиц крышу из черепицы.

Несмотря на устанавливающееся с течением времени равновесие между образованием корки и ее размывом происходит, очевидно, уплотнение укладки частиц в корке, приводящее, как показали лабораторные исследования, к замедлению фильтрации.

После остановки насосов для наращивания бурильной колонны или для смены долота динамическая фильтрация сменяется статической.

В процессе статической фильтрации происходит отложение новых частиц твердой фазы в глинистой корке. В итоге толщина корки увеличивается, а вновь образовавшиеся слои корки, по-видимому, должны иметь менее упорядоченное строение, чем корка, образовавшаяся при динамической фильтрации. После запуска насосов и восстановления циркуляции возобновляется процесс динамической фильтрации, при которой происходит смыв наиболее рыхлых слоев корки, образовавшейся в статических условиях.